電感器是一個電抗器件，電感器在電子電路中經(jīng)常使用，將一根導(dǎo)線饒在鐵芯上或一個空心線圈就是一個電感器。當(dāng)電流通過一段導(dǎo)線時，在導(dǎo)線的周圍會產(chǎn)生一定的電磁場，這個電磁場會對處于這個電磁場中的導(dǎo)線產(chǎn)生作用。我們將這個作用稱為電磁感應(yīng)。為了加強(qiáng)電磁感應(yīng)，人們常將絕緣的導(dǎo)線繞成一定圈數(shù)的線圈，我們將這個線圈成為電感線圈。為了簡單識別，通常將電感線圈稱為電感器或者電感。

詳細(xì)介紹

工字電感的感量變化來源于外加交變電源的變化，故從客觀效果看，色環(huán)電感有阻止交流電路中電流變化的特性?？傊?dāng)色環(huán)電感接到交流電源上時，色環(huán)電感內(nèi)部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著，導(dǎo)致色環(huán)電感產(chǎn)生電磁感應(yīng)。

當(dāng)工字電感電流流過導(dǎo)線時，在導(dǎo)線的周圍就會產(chǎn)生磁場，磁場的強(qiáng)度與線圈的圈數(shù)及電流的大小成正比，磁場發(fā)生變化時，電感會感應(yīng)一電動勢來阻止磁場的變化，這種性質(zhì)被稱為電感。若將多個電感線圈放在一起，它們之間就會互相產(chǎn)生影響，即構(gòu)成一個變壓器。電感器和變壓器多是通過電磁感應(yīng)的原理來工作的。

常用的插件電感器有工字電感器和我是R棒電感、色環(huán)電感等電感器。其中工字電感器又分為臥式工字電感器和立式工字電感器兩類。電感器中的線圈是導(dǎo)線纏繞而成的。纏繞一圈成為匝，所以線圈多有芯數(shù)的概念。一般線圈的匝數(shù)都大于1.這里的導(dǎo)線不是裸線，而是報有絕緣層的銅線和鋁線，因此線圈的匝與匝之間是彼此絕緣的。

在手機(jī)、RFID、測試設(shè)備、GPS、雷達(dá)、Wi-Fi以及衛(wèi)星無線電等應(yīng)用的高頻模擬電路和信號處理中，電感是重要的元件之一。通常，它可以承擔(dān)的幾項主要功能包括電路調(diào)諧、阻抗匹配、高通和低通濾波器，還可以用作RF扼流圈。

　　選擇在設(shè)計中使用RF電感的電子工程師有多種選擇。為了簡化這種選擇，本文將討論電感元件的各種類型及其常見用法。

　　RF電感的用途

　　大部分電子器件都含有RF電感。“為了跟蹤動物，在我們家養(yǎng)動物的皮膚中植入的玻璃管內(nèi)部都含有一個電感”，普萊默公司的一位研發(fā)工程師 Maria del Mar Villarrubia說，“每次啟動汽車的時候兩個電感之間都會產(chǎn)生無線通信，一個在汽車內(nèi)部，另一個在鑰匙內(nèi)部。”

　　不過，正如這種元件的*一樣，RF電感也有著非常具體的用途。在諧振電路中，這些元件通常與電容結(jié)合使用，以便選擇特定的頻率（如振蕩電路、壓控振蕩器等）。

　　RF電感也可以用于阻抗匹配應(yīng)用，以便實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸線的阻抗平衡。這是為了確保IC間高效的數(shù)據(jù)傳輸所必需的。

　　作為RF扼流圈使用時，電感串聯(lián)在電路中，起到RF濾波器的作用。簡單來說，RF扼流圈是個低通濾波器，它會給較高的頻率造成衰減，而較低的頻率則暢通無阻。

　　Q值是什么

　　在討論電感性能時，Q值是重要的衡量指標(biāo)。Q值是一種衡量電感性能的指標(biāo)，它是一個無量綱的參數(shù)，用于比較振蕩頻率和能量損耗速率。

　　Q值越高，電感的性能就越接近于理想的無損電感。也就是說，它在諧振電路中的選擇性更好。”

　　高Q值的另一個好處是損耗低，也就是說電感消耗的能量少。低Q值會造成帶寬較寬，而且在振蕩頻率處及其附近的諧振幅度較低。

　　電感值

　　除了Q因子以外，電感的真正的量度當(dāng)然是它的電感值。對于音頻和電源應(yīng)用而言，電感取值通常是數(shù)亨利，而高頻率應(yīng)用通常需要小得多的電感，通常在毫亨或微亨范圍內(nèi)。

　　電感值取決于幾個因素，其中包括結(jié)構(gòu)、鐵芯尺寸、鐵芯材料以及實際的線圈匝數(shù)。電感既有電感值固定的，也有電感值可調(diào)的。

　　其他規(guī)格

　　電感值并不是重要的取值。直流電阻、電流以及自諧振頻率（SRF）是RF電感的數(shù)據(jù)單中所提供的一些更加有用的規(guī)格。

　　del Mar Villarrubia說：“根據(jù)應(yīng)用場合的不同，每種特性都可能是需要重點考慮的因素并決定其他特性。例如，如果元件將用在輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)中，那么電感在很寬的溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性是很重要的，而這種要求將會確定磁芯的選擇。”

　　額定電流

　　在選擇電感時，工作電流應(yīng)該低于說明書中的額定電流。如果工作電流超過額定電流，就可能會損壞產(chǎn)品。

　　直流電阻（DCR）

　　Kimbro稱，直流電阻（DCR）與額定電流有很大的關(guān)聯(lián)。以線圈電阻為基準(zhǔn)，直流電阻等于電感的損耗。如果繞線的直徑增加，那么直流電阻會減小，而額定電流會增加。較大的繞線直徑降低了損耗并改善了電流處理能力。

　　Vishay公司電感部門的產(chǎn)品市場經(jīng)理Doug Lillie說：“直流電阻會限制在不過熱或不發(fā)生飽和（感應(yīng)系數(shù)急劇降低）的情況下器件可以傳輸?shù)闹绷麟娏鳌?rdquo;

　　自諧振頻率（SRF）

　　電感中的每一匝繞線都可以看成一塊電容器極板，匝與匝之間以及線圈與鐵芯之間電容的總體效果可以用與電感并聯(lián)的單個電容來表示，稱為分布電容（Cd）。這種并聯(lián)結(jié)構(gòu)的諧振頻率就稱為自諧振頻率（SRF）。

　　Lillie說：“在這個頻率，電感看起來就像帶有阻抗的純電阻。如果頻率超過自諧振頻率，這種并聯(lián)結(jié)構(gòu)的容抗將成為主要因素。”

　　疊層片式電感

　　疊層片式電感是使用陶瓷材料結(jié)構(gòu)通過集成工藝制成的。陶瓷材料結(jié)構(gòu)可以在高頻處提供很好的性能，而疊層片式工藝以提供各種各樣的電感值。

　　疊層片式器件的電感值范圍要比薄膜或空芯線圈類的電感廣，但是比不上線繞式元件的電感取值范圍或額定電流。疊層片式技術(shù)因其很好的電特性，特別是其低廉的成本，而越來越流行。

　　薄膜電感

　　薄膜電感是使用光刻工藝生產(chǎn)的，這種工藝可以在陶瓷基底上生產(chǎn)出非常精確的線圈模式，從而滿足苛刻的電感公差。陶瓷基板使得這些電感成為RF應(yīng)用的理想元件。但是，薄膜電感能傳輸?shù)碾娏鬏^小，而且電感值范圍有限。

　線繞式電感

　　線繞式電感通常用于低頻應(yīng)用之中。線繞式電感是將銅線繞在陶瓷（氧化鋁）磁芯上制成的。

　　因其結(jié)構(gòu)和材料的原因，線繞式電感可以提供很好的電特性。水平繞線結(jié)構(gòu)使得公差很小而雜散電容很小，而銅線使得直流電阻很小，從而增加了品質(zhì)因子性能以及額定電流。

　　錐形電感

　　錐形電感是面向?qū)拵Ш透哳l應(yīng)用的，它的結(jié)構(gòu) 可以展寬線圈的帶寬。錐形電感的實際尺寸較小，通常是用細(xì)線繞成的，因此雜散電容較小。

　　在超寬帶Bias-T器件中，錐形電感同時提供了直流偏置提取或注入路徑，它可以將電源與有源器件隔離。

　　磁芯的選擇

　　高頻器件通常使用空心或惰性（也就是陶瓷）磁芯。它們提供了比磁性鐵芯更好的熱性能，但是其電感取值有限。

　　中頻器件通常采用鐵芯。鐵芯不會飽和，但是無法提供鐵氧體磁芯那樣的大電感值。低頻器件通常使用鐵氧體磁芯。應(yīng)該盡可能地避免使用鐵氧體磁芯，因為它們會在較小的Idc值處飽和，而且會受溫度的影響。

　　廠商們也在開發(fā)和使用更新的鐵氧體，如無定形和納米晶體材料。電感是開關(guān)電源中常用的元件，由于它的電流、電壓相位不同，所以理論上損耗為零。電感常為儲能元件，也常與電容一起用在輸入濾波和輸出濾波電路上，用來平滑電流。電感也被稱為扼流圈，特點是流過其上的電流有“很大的慣性”。換句話說，由于磁通連續(xù)特性，電感上的電流必須是連續(xù)的，否則將會產(chǎn)生很大的電壓尖峰。

電感為磁性元件，自然有磁飽和的問題。有的應(yīng)用允許電感飽和，有的應(yīng)用允許電感從一定電流值開始進(jìn)入飽和，也有的應(yīng)用不允許電感出現(xiàn)飽和，這要求在具體線路中進(jìn)行區(qū)分。大多數(shù)情況下，電感工作在“線性區(qū)”，此時電感值為一常數(shù)，不隨著端電壓與電流而變化。但是，開關(guān)電源存在一個不可忽視的問題，即電感的繞線將導(dǎo)致兩個分布參數(shù)(或寄生參數(shù))，一個是不可避免的繞線電阻，另一個是與繞制工藝、材料有關(guān)的分布式雜散電容。雜散電容在低頻時影響不大，但隨頻率的提高而漸顯出來，當(dāng)頻率高到某個值以上時，電感也許變成電容特性了。如果將雜散電容“集中”為一個電容，則從電感的等效電路可以看出在某一頻率后所呈現(xiàn)的電容特性。

關(guān)鍵詞：交流電源電感器 RFID 振蕩器電容器